1.5 智慧交通产业升级

在5G等新技术的加持下，智慧交通产业升级体现在智能车辆、智能道路、网络和交通云平台等方面的功能增强和服务提升上。

1.5.1 智能驾驶交通工具

汽车的发展是一个漫长的过程，在科技进步、人们需求和环境约束等方面的影响下，汽车从原先单一功能的出行工具被重新赋予了新的价值。国家发改委等11个部门联合印发《智能汽车创新发展战略》，对智能汽车给出了明确的定义：智能汽车是指通过搭载先进传感器等装置，运用人工智能等新技术，具有自动驾驶功能，逐步成为智能移动空间和应用终端的新一代汽车。智能汽车通常又称为智能网联汽车、自动驾驶汽车等。智能汽车模型如图1-4所示。

智能汽车已成为全球汽车产业发展的战略方向。汽车与相关产业全面融合，呈现出智能化、网络化、平台化的发展特征。早期的智能汽车通过视觉、雷达等感知装置与全球定位系统协同，依靠人工智能进行决策，安全自动操控车辆。随着通信技术、人工智能技术的快速发展，基于5G的智能驾驶技术形成，车辆可以和外界环境进行信息传输交互，车辆还可以利用车载感知系统结合网络通信获取自身位置、周围车辆信息、道路信息、交通管控信息、天气信息等，实现超视距感知，也可以满足车内乘客对AR/VR、游戏、电影、移动办公等车载信息的需求。充分利用现有设施和数据资源，对智能汽车统筹管理，建设智能汽车大数据云控基础平台，逐步实现车辆、基础设施、交通环境等领域的基础数据融合应用。

从国内的智能汽车产业发展动态来看，各部委协同开展顶层设计，明确智能汽车发展目标和体系建设，汽车智能化与网联化持续升温，“新玩家”不断入场。2019年9月，中共中央、国务院发布了《交通强国建设纲要》；2020年2月，国家发改委联合11部委发布了《智能汽车创新发展战略》。此外，国家相关部委在标准规范和测试方面也制定了一系列的规范和文件，2021年1月，工业和信息化部、公安部和交通运输部正式发布《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范（试行）》，支持智能汽车在中国健康、可持续地发展。国内产业界、技术界对智能汽车的技术研发和测试验证已逐步进入示范运营、大规模推广阶段，全国各地先后建设了16个智能网联汽车测试示范区，国内的众多城市也颁布了智能网联汽车试验道路的相关细则及测试的牌照，包括广州、长沙、上海、北京、重庆、合肥等在内的城市已开始开放载人测试。汽车产业圈在不断扩大，从传统车厂，到蔚来、小鹏、理想等造车新势力，再到现在手机制造商如华为、小米的涉足，汽车产业进入智能电动化发展阶段，为汽车产业增加了新的活力。

1.5.2 智能道路交通环境

先进信息技术和运载工具的变革推动了智能道路的出现与发展。改革开放以来，我国公路发展迅猛，干支衔接、四通八达的公路网已经形成，公路路网规模、技术等级、通达深度发生了翻天覆地的变化。随着先进信息技术渗透到传统交通领域，公路的规划、设计、建造、养护、运行管理等全要素、全周期数字化水平逐步提升，智慧公路越来越被业界重视。智慧公路以实现更加安全、快速、绿色的人员出行和货物运输为根本目标，通过集成应用感知、通信、信息、云计算、大数据、人工智能和绿色能源等先进技术，布设相应的设施设备，建设交通运行控制中心，最终实现整体智慧能力。未来智能道路交通环境如图1-5所示。

伴随科技创新赋能，传统道路交通向数字化、网络化、智能化发展。我国智慧公路的建设内容包括智慧公路基础设施、智慧公路应用、智慧公路信息安全三个方面。未来，智能道路将借助先进信息技术与交通有机融合，推进交通基础设施数字化改造和智能化升级。智能道路将建设公路感知网络，在重点路段实现全天候、多要素的状态感知，强化数据开放共享，打造综合交通运输的“数字大脑”，该“数字大脑”包含监测、调度、管控、应急、服务等功能，以提高运营管理的智慧化水平、服务品质和整体效能。

近几年来，在政策的推动下，我国各省份都在探索智慧道路建设之路。2019年10月—2020年12月，交通运输部共批复了三批68家交通强国建设试点。2018年交通运输部发布《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，决定在北京、河北、吉林、江苏、浙江等九个省市推动智慧公路试点。国内各地都在加速智慧公路的建设，在智能停车、高精准信息服务、自由流收费、高精准管控、全天候通行、应急救援、全寿命周期智能养护、智慧隧道、智慧服务区等创新服务和场景中积极探索，推动车路协同技术的进步，如浙江的杭绍甬高速、北京和河北的延崇高速，以及成都和重庆的成渝智慧高速等。随着智慧公路（车路协同）业务的显著增长，传统交通规划咨询机构在适应转型，百度、阿里巴巴及腾讯等互联网企业也参与其中，并充分发挥自身优势。

1.5.3 智慧交通网络演进

蜂窝网从2G到4G的发展，经历了从以在线语音导航为主的呼叫中心服务，到以导航诊断和救援为主的基础车载信息服务，再到拥有丰富的交通出行辅助与车载信息娱乐增值服务的阶段演进，在不同阶段支持不同类型的应用，从而形成不同的产业生态。如今，5G、C-V2X和高精度定位技术的快速发展和广泛应用，对智能网联、车路协同乃至更高级别的全自动驾驶的发展具有保障和支撑作用。智慧交通网络如图1-6所示。

5G网络、C-V2X和高精度定位网络构成了智慧交通网络（见图1-6），实现了“人—车—路—云—网—图”交通参与全要素的连接和交互。5G网络拥有超高移动、超高流量密度、超高连接数密度、超低能耗等特性，同4G网络相比，5G网络在数据速率、移动性、空口时延、可靠性等方面都有大幅提升。此外，通过5G网络切片技术可构建安全隔离隧道，预留网络资源，保障智慧交通的高质量可靠通信，为车、路、环境之间的高效协同提供通信基础。C-V2X可实现车车、车路的直连通信，满足车车或车路的区域性通信需求，但受已经颁布的频谱及功率约束，C-V2X的业务应用范围受到了限制。将C-V2X与5G技术相结合，可实现网络的无缝覆盖，配合移动边缘计算（Mobile Edge Computing，MEC）技术，为用户提供低时延、高带宽的网络环境，以及高算力、大存储、个性化的服务能力。高精度定位技术提供基于位置信息的个性化服务，是实现智慧交通、自动驾驶的必要条件，全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）和载波相位差分技术（Real-Time Kinematic，RTK）方案是最基本的定位方法。GNSS适用于室外环境定位，通常要与惯性导航、蜂窝网等结合以提高定位精度和稳定性，蜂窝网对于提高定位性能至关重要。

智能网联、车路协同等智慧交通场景离不开5G、C-V2X和北斗高精度定位技术的广泛应用。目前，国家层面出台了很多推动5G、北斗建设的政策和措施。国家发改委印发《智能汽车创新发展战略》，指出“智能交通系统和智慧城市相关设施建设取得积极进展，车用无线通信网络（LTE-V2X等）实现区域覆盖，新一代车用无线通信网络（NR-V2X）在部分城市、高速公路逐步开展应用，高精度时空基准服务网络实现全覆盖”。2018—2020年，工业和信息化部C-V2X工作组完成了网络层和应用层互操作、协议一致性测试，LTE-V2X“三跨”“四跨”互联互通展示，以及“新四跨”（跨芯片模组、跨终端、跨整车、跨安全平台）的技术应用示范，并且开展了车辆高精度定位测试验证，加速了C-V2X的规模化商用步伐。目前，智慧交通网络的应用场景处于规模化推广探索阶段，不同工况环境下的应用需求有较大差异，比如公路交通环境的辅助驾驶、自动驾驶、伴随式信息服务、车道级导航等。此外，智慧交通网络在科技园区、港口、码头、矿山等其他区域也有广泛应用。

1.5.4 智慧交通云平台

智慧交通业务丰富繁杂、数据量庞大，对网络的需求也有所不同，统一的核心网平台在时延、效率等方面无法满足智慧交通的业务需求。智慧交通云平台依托大数据、云计算、移动互联、智能终端等新技术，根据业务需求，采用分层多级架构，进行“全局—边缘—路侧”的多级业务平台部署，并对平台的功能进行模块化处理，以便灵活配置，通过对海量交通数据的综合分析与共享，针对不同客户群体，提供交通监管、驾驶评价、出行信息等多种服务。智慧交通云平台如图1-7所示。

根据车联网业务需求，智慧交通云平台可分为全局云平台、边缘云平台和路侧云平台三种。全局云平台可以实现海量数据处理，负责全局算法、全局交通管控，实现紧急救护、保险服务、车辆远程监控、地图服务等功能。边缘云平台可以实现业务的实时处理及局部交通管控，边缘云平台具备本地化、低时延业务能力，如红绿灯智能控制、交通拥堵管控等。信息经边缘云平台处理后回传至全局云平台进行统一管理。路侧云平台可以实现一些即时的业务处理及路口的交通管控，如路侧摄像头等感知数据的处理、滤波通行、十字路口防碰撞等。在实现业务和管理分层的同时，各级平台之间互联互通。下层平台向上级平台及时报告，上级平台对下层平台进行动态配置，对于十字路口、高速公路等不同的场景，其平台功能也有所不同，通过上层的边缘云平台实现对路侧云平台功能的实时配置。通过不同场景云平台的分工协作，共同提供全方位、立体化的智慧交通服务。

智慧交通云平台根据服务对象和业务特点，将智慧交通上层业务系统分为智慧交通监管、智慧交通运营、交通出行服务三大领域，分别对应政府、企业和个人用户。阿里巴巴、滴滴出行、腾讯等结合自身优势致力于打造智慧交通云平台，为交通管理、运营、出行提供服务和便利。滴滴出行研发的“基于大数据的互联网+信号精细化交通管理平台”已在济南、北京、柳州、南京、温州、苏州，以及巴西阿雷格里港等全球30多个城市部署，助力城市交通管理部门对全国超过2500个路口的信号控制进行优化和管理，拥堵延误时长平均缩短10%～20%；高德地图联手阿里云发布的城市大脑·智慧交通，接管1300个路口信号灯，接入4500路视频，全面感知城市交通，覆盖杭州主城区、余杭区、萧山区共420平方千米，具备信号灯优化、交通事件实时识别、应急车辆优先调度、重点车辆管控、社会治理和公共安全保障等能力；腾讯发布的MaaS一体化出行服务平台，根据用户乘车前、中、后的全流程，围绕用户的出行时间需求、出行偏好，连接多种出行方式，实现腾讯“以人为中心”的智慧交通生态理念。